Nghiên cứu sự làm việc của Shear-key trong liên kết cột ống thép nhồi bê tông với sàn phẳng.PDF

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN DUY VIỆT

NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA SHEAR-KEY
TRONG LIÊN KẾT CỘT ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG
VỚI SÀN PHẲNG

Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng công trình DD & CN
Mã số : 8580201

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Quảng Ngãi – Năm 2019


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. ĐÀO NGỌC THẾ LỰC

Phản biện 1: TS. Nguyễn Huy Gia
Phản biện 2: TS. Phạm Mỹ.

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
họp tại Trường Đại học Bách Khoa vào ngày 04 tháng 5 năm
2019.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học
Bách khoa;
- Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng và công nghiệp, Trường
Đại học Bách khoa - ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các công trình nhà cao tầng ngày càng được sử dụng nhiều ở
Việt Nam. Một giải pháp kết cấu mới và hợp lý hơn các kết cấu
truyền thống sẽ đem lại ý nghĩa lớn về mặt kĩ thuật và hiệu quả sử
dụng cho công trình. Hệ kết cấu cột ống thép nhồi bê tông (Concrete
Filled Steel Tube - CFST) và sàn phẳng (sàn phẳng bê tông cốt thép
hoặc sàn phẳng bê tông ứng lực trước) là sự lựa chọn thích hợp vì:
Kết cấu cột ống thép nhồi bê tông (CFST) được sử dụng phổ
biến trong kết cấu nhà cửa ở nhiều nước trên thế giới như Mỹ, Nhật
Bản, Hàn Quốc... và là giải pháp hiệu quả thay thế cho cột bê tông
cốt thép truyền thống vì những tính năng vượt trội về mặt kỹ thuật
như có độ cứng lớn, cường độ cao, độ dẻo, khả năng phân tán năng
lượng tốt và độ chống cháy cao. Về mặt công nghệ cột ống thép nhồi
bê tông dễ thi công, không cần hệ thống coffa nên rút ngắn được thời
gian thi công xây dựng công trình, đặc biệt loại cột này sẽ phát huy
hiệu quả trong thi công tầng hầm bằng phương pháp top – down. Do
đó, kết cấu cột ống thép nhồi bê tông có tiềm năng lớn cho việc thay
thế cột bê tông cốt thép truyền thống trong kết cấu nhà cao tầng.
Kết cấu sàn phẳng được xem là giải pháp sàn hiệu quả vì nó
làm giảm được chiều cao tầng, tăng số tầng sử dụng cũng như thuận

tiện cho thi công đẩy nhanh tiến độ xây dựng, thuận lợi cho việc bố
trí đường ống thiết bị kĩ thuật, dễ dàng thông gió và linh hoạt bố trí
mặt bằng so với kết cấu sàn có dầm.
Như vậy, việc kết hợp hai loại kết cấu sàn phẳng (sàn phẳng bê
tông cốt thép hoặc sàn phẳng bê tông ứng lực trước) và cột ống thép
nhồi bê tông cho kết cấu nhà cao tầng sẽ đem lại hiệu quả cao về mặt
kinh tế, kĩ thuật. Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất khi kết hợp hai loại kết


2
cấu này đấy là liên kết. Cơ chế ứng xử của liên kết giữa cột ống thép
nhồi bê tông và kết cấu sàn phẳng phức tạp và chưa được hiểu rõ.
Hiện nay, các nghiên cứu chỉ thực hiện nghiên cứu tổng thể cho liên
kết cột giữa với sàn phẳng và chưa có nhiều các nghiên cứu đề cập
đến sự đóng góp của từng bộ phận liên kết đến khả năng chịu cắt của
liên kết. Đối với liên kết sàn phẳng – cột CFST, chi tiết Shear-key
đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối sàn và cột để đảm sự làm
việc chung của hệ kết cấu. Ứng xử của shear-key chưa được hiểu rõ
do đó cần khảo sát các yếu tố ảnh hưởng của shear-key như tương
quan độ cứng, ảnh hưởng của chiều dài, sự phân bố mô men trong
shear-key đến khả năng chịu lực của liên kết để từ đó đưa ra các giải
pháp cấu tạo, tính toán hợp lý nhằm áp dụng hiệu quả hệ kết cấu sàn
phẳng và cột ống thép nhồi bê tông trong xây dựng nhà cao tầng hiện
nay. Đấy là lý do để thực hiện luận văn với đề tài: “NGHIÊN CỨU
SỰ LÀM VIỆC CỦA SHEAR – KEY TRONG LIÊN KẾT CỘT
ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG VỚI SÀN PHẲNG”.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu tổng quan về cột CFST, sàn phẳng (sàn phẳng bê
tông cốt thép hoặc sàn phẳng bê tông ứng lực trước) và liên kết giữa
cột CFST và sàn phẳng, sự làm việc của Shear-key;

- Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử của Shear-key trong liên kết
cột giữa CFST với sàn phẳng;
- Đưa ra các lưu ý khi thiết kế, tính toán, cấu tạo cho Shear key.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu: Mối liên kết giữa cột CFST và sàn
phẳng (sàn phẳng bê tông cốt thép hoặc sàn phẳng bê tông ứng lực
trước).


3
Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát sự làm việc của Shear-key.
4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết; nghiên cứu thực nghiệm.
5. Kết quả dự kiến
- Kết quả ứng xử thực tế của Shear-key từ mô hình thí nghiệm;
- Đưa ra các lưu ý khi thiết kế, tính toán, cấu tạo cho Shear key.
6. Bố cục đề tài
Mở đầu;
Chương 1: Tổng quan về kết cấu cột CFST, sàn phẳng bê tông
cốt thép và mối liên kết cột giữa CFST với sàn phẳng;
Chương 2: Sự làm việc của Shear key trong liên kết cột ống
thép nhồi bê tông với sàn phẳng.
Chương 3: Thí nghiệm khảo sát sự làm việc của Shear-key
trong liên kết cột ống thép nhồi bê tông với sàn phẳng.
Kết luận và kiến nghị
Danh mục tài liệu tham khảo


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CỘT CFST, SÀN PHẲNG
VÀ MỐI LIÊN KẾT GIỮA CỘT CFST VỚI SÀN PHẲNG
1.1. Tổng quan về cột ống thép nhồi bê tông
1.1.1. Khái niệm về cột ống thép nhồi bê tông
1.1.2. Phân loại cột ống thép nhồi bê tông
1.1.3. Ưu điểm, nhược điểm của cột ống thép nhồi bê tông
1.1.4. Khả năng áp dụng
1.2. Tổng quan các loại sàn phẳng BTCT
1.2.1. Sàn phẳng BTCT thường
1.2.2. Sàn phẳng bê tông ứng lực trước
1.2.3. Sàn Bubbledeck
1.2.4. Sàn U-boot Beton
1.3. Tổng quan về liên kết giữa cột ống thép nhồi bê tông với sàn
phẳng bê tông cốt thép
1.3.1. Nghiên cứu của Hiroki Satoh
1.3.2. Nghiên cứu của Y. Su, Y. Tian
1.3.3. Nghiên cứu của Cheol-Ho Lee
1.3.4. Nghiên cứu của Young K.Ju
1.3.5. Nghiên cứu của Jin-Won Kim
1.3.6. Alessandra L. Carvalho
1.3.7. Nghiên cứu của Thibault Clément
1.3.8. Nhận xét
1.4. Kết luận chương 1
Qua tổng quan thấy được các ưu điểm của kết cấu sàn phẳng
và kết cấu cột CFST cũng như hiệu quả mang lại khi kết hợp giữa sàn
phẳng và cột CFST trong kết cấu công trình đặc biệt là kết cấu nhà
nhiều tầng. Tuy nhiên, cần phải giải quyết vấn đề liên kết giữa sàn và

5
cột, đặc biệt sự làm việc của Shear – key đối với sự phá hoại chọc
thủng của sàn trong liên kết.
Trong chương 2 của luận văn sẽ trình bày vai trò của Shear key
trong liên kết cột CFST với sàn phẳng BTCT.


6

CHƯƠNG 2
SỰ LÀM VIỆC CỦA SHEAR KEY TRONG LIÊN KẾT
CỘT ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG VỚI SÀN PHẲNG
2.1. Vai trò của Shear - key trong liên kết cột cfst với sàn phẳng
BTCT
Trên những vị trí đầu cột nơi có lực cắt lớn ứng suất tiếp do
lực cắt và ứng suất pháp do mômen sẽ gây ra những ứng suất kéo
chính nghiêng với trục 1 góc nào đó. Khi ứng suất kéo chính vượt
qua cường độ chịu kéo của bê tông sẽ gây ra các khe nứt nghiêng.
Theo đó tại vị trí vết nứt nghiêng hình thành sẽ xuất hiện các thành
phần lực để chống lại lực cắt đó. Các thành phần lực kháng cắt bao
gồm: Sự cài khóa của các cốt liệu, Vagg - Aggregate interlock; Sự
kháng cắt của bê tông vùng nén, Vch - Concrete compressive zone;
Sự kháng cắt của cốt dọc, Vdow - Dowel action ; Sự làm việc của cốt
đai, Vsw,i - Transverse reinforcement ; Sự làm việc của Shear – key,
V.
Shear-key

Sµn BTCT

Sµn BTCT

Cét CSFT

vi

vsw1
vagg
vsw2
Nch
Cét CSFT

v

hc

av

lv

a0

v

hc

Ndow
Nagg

v
vch

N

VÕt nøt c¾t chÝnh

av

lv

L/2

vi

vdow

a0

L/2

Hình 2.1. Cơ chế truyền lực cắt qua khe nứt nghiêng
Như vậy, khả năng chịu cắt trên khe nứt nghiêng là tổng các sự
kháng cắt trong từng cơ chế được thể hiện qua công thức tổng quát
sau:

Vtot  Vch  V  Vagg  Vdow   Vsw,i

(2.1)

Trong liên kết cột CFST với sàn phẳng BTCT, Shear key đóng

7
vai trò quan trong trong việc kết nối sàn cột đảm bảo cho sàn cột
được liên tục và làm việc đồng thời với nhau. Với cấu tạo của Shear
key là đoạn thép hình tiết diện H được hàn cứng vào thành ống thép
thì cánh dưới của Shear - key đóng vai trò như gối đỡ cho thanh
chống phát triển. Trong từng trường hợp cụ thể, độ dài shear-key ảnh
hưởng đến hình dáng của thanh chống. Khi lực tác dụng tăng lên tạo
ra ứng suất lớn trong thanh chịu nén sẽ gây ra vết nứt nghiêng. Vết
nứt này có thể cắt qua shear-key hoặc phát triển bên dưới shear-key.
2.2. TÍNH TỐN SỰ ĐĨNG GĨP CỦA SHEAR KEY ĐẾN
KHẢ NĂNG CHỊU CẮT THỦNG CHO SÀN
2.2.1. Hệ shear key làm việc như một cột kích thước lớn
Phương thức thiết kế này giả thiết hệ shear key làm việc như
một cột kích thước lớn với kích thước cột mở rộng bằng kích thước
cột cộng với chiều dài của shear key về mỗi phía. Điều kiện này dựa
trên cơ sở shear key khơng bị phá hoại trước khi sàn bị phá hoại và
nó đóng vai trò chống phá hoại cắt thủng cho sàn.
d/2

d/2

Tiết diện cột

d/2

d/2

d/2

d/2
b
a

Tiết diện cột

Chu vi
tiết diện tới hạn
D
D+d

d/2

Chu vi
tiết diện tới hạn

Diện tích
chòu tải thực
Chu vi
tiết diện tới hạn
Chu vi
chòu tải hiệu quả

D
D+d

Hình 2.1. Xác định chu vi tiết diện tới hạn
Như vậy, trong trường hợp này shear key xem như là một gối
đỡ cho sàn và khả năng chống cắt thủng được xác định bằng ứng suất
cắt của bê tơng nhân với diện tích của tháp cắt thủng. Quan điểm này

được nhiều tiêu chuẩn áp dụng trong thực tế thiết kế. Trong luận văn
này sẽ trình bày tiêu chuẩn ACI 318-14.


8
2.2.2. Khả năng chịu cắt thủng của sàn là sự đóng góp của
bê tông và shear key
Theo Jin-Won Kim [5], khả năng chịu cắt của sàn gồm sự
đóng góp của bê tông ψVc và của shear key Vs:
Vn = ψVc + Vs

(2.11)

Vs = nVw = n.GγA w

(2.12)

2.3. CẤU TẠO SHEAR KEY
Về mặt cấu tạo, các thép hình được sử dụng làm mũ chịu cắt
phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Mỗi cánh tay chịu cắt sẽ được hàn vào một cánh tay vuông
góc giống hệt với các đường hàn và mỗi cánh tay phải liên tục trong
tiết diện cột.
- Vùng cánh chịu nén của thép hình phải đặt cách đáy bản sàn
một khoảng không lớn hơn 0,3d.
- Chiều cao của thép hình không được lớn hơn 70 chiều dày
của bản bụng
- Các kết quả thí nghiệm đã nghiên cứu cho thấy rằng lực cắt
trên toàn bộ chiều dài vươn của mũ chịu cắt là hằng số. Phần lực cắt
do phần chiều dài vươn của mũ chịu cắt chịu tỷ lệ với độ cứng αv :

α v = E s Is E c I c .

2.4. Kết luận chương 2
Trong chương này tác giả luận văn đã thực hiện các vấn đề:
- Vai trò của Shear key trong liên kết cột CFST với sàn phẳng
BTCT;
- Nghiên cứu tính toán sự đóng góp của Shear - key đến khả
năng chịu cắt thủng cho sàn;
- Trình bày một số yêu cầu cấu tạo cơ bản của Shear – key.


9

CHƯƠNG 3
THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT SỰ LÀM VIỆC CỦA SHEAR-KEY
TRONG LIÊN KẾT CỘT ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG
VỚI SÀN PHẲNG
3.1. Chế tạo mẫu, thiết bị và thiết lập thí nghiệm
3.1.1. Cấu tạo liên kết cột CFST với sàn phẳng bê tông ứng
lực trước
+ Shear head: Để đảm bảo tính liên tục giữa sàn và cột CFST
chi tiết Shear-head được chọn sẽ là thép hình chữ H hoặc I, một phần
cánh được cắt bỏ để chừa lại phần bụng. Phần này được đưa vào bên
trong cột qua rãnh được xẻ trên mặt cột.

Hình 3.1. Mặt cắt dọc bố trí liên kết cột CFST- sàn phẳng BTCT
+ Tấm thép liên tục bao quanh chu vi cột (Continuity plate).
Chi tiết này bố trí phía dưới của cánh dưới tiết hiện H hoặc I, được
hàn theo chu vi cột và liên kết với thép Shear-head.
+ Cốt đai dạng chữ C. Bố trí theo suốt chiều dày của sàn với

móc neo tiêu chuẩn theo ACI 318 dùng để gia cường khả năng chịu
cắt cho sàn, đảm bảo cho sàn xảy ra phá hoại dẻo.
+ Cốt thép sàn (cốt thép lớp trên và cốt thép lớp dưới) chịu mô
men trong sàn. Cốt thép được xiên qua cột bởi các lổ khoan sẵn trên
mặt cột. Chú ý các lổ khoan phải khác cao trình trên các mặt cột để
thuận tiện cho việc xuyên cốt thép. Để thuận tiện cho đổ bê tông lõi


10
cột, các cốt thép này nên bố trí sao cho đủ tạo khoảng trống cho ống
đổ bê tơng di chuyển trong lõi ống thép khi thi cơng.
+ Cột ống thép nhồi bê tơng.
3.1.2. Thiết kế mẫu thí nghiệm
Mẫu thí nghiệm được thực hiện trên mẫu với kích thước thật.
Cơ sở để chọn mẫu dựa vào điều kiện làm việc tương đương với
khả năng chịu tải của liên kết cho ơ sàn có kích thước 6m × 6m.
400

300

400

I

I

450
400

200

Thép hình H100x100

300

50

Cột ống thép
300×300×10

50

Cột ống thép
300×300×10
Tấm đế 340×340×20

400

Tấm thép liên tục
dày 10mm

450

400

50

50

50

Tấm thép đỡ dày 10mm

450
400

50

100

200

35 100 65

100

Thép hình H100x100

300
340

MẶT CẮT I-I
50

CẤU TẠO CỘT GIỮA

50

50

450
400

t = 10mm

100

300
400

450
400

300

MẶT CẮT DỌC ỐNG

6

50

AI

100

8 84 8

84

84

AI

A-A

Ghi chú:
Dùng thép CT34
Đường hàn 8mm

50

300
400

50

TẤM THÉP ĐỢ

Hình 3.1. Cấu tạo chi tiết liên kết
3.1.3. Chế tạo mẫu thí nghiệm
Mẫu cột được chế tạo từ ống thép vng kích thước
300×300mm2 chiều dày thành ống 10mm. Trên thân ống có kht lổ
để đưa cốt thép neo vào cột. Các mũ thép chịu cắt được cấu tạo thép


11
hình số hiệu H100×100 được xuyên qua cột thông qua các lổ khoét
sẵn trên mặt cột và được hàn tại bề mặt ngoài của cột. Chân cột
được hàn một bản thép 340×340mm2 chiều dày 20mm để đặt kích
gia tải sau này, đầu cột để trống để đổ bê tông. Công đoạn chế tạo

mẫu được thực hiện và kiểm tra chất lượng tại xưởng.

Hình 3.1. Chế tạo liên kết cột CFST- sàn phẳng BTCT

Hình 3.2. Lắp đặt cốt thép và cáp dự ứng lực.


12

Hình 3.3. Đổ bê tông sàn và dưỡng hộ mẫu
3.1.4. Thiết bị thí nghiệm


13
3.2. Thí nghiệm xác định cường độ của vật liệu
3.2.1. Thí nghiệm bê tông
Đúc mẫu thí nghiệm: tiến hành đúc 6 mẫu trụ kích thước
cùng lúc thi công đổ bê tông sàn. Mẫu được dưỡng hộ trong điều
kiện phòng thí nghiệm và thực hiện thí nghiệm ở 28 ngày tuổi.

Hình 3.2. Đúc mẫu bê tông mẫu trụ 150×300mm và dưỡng hộ
3.2.2. Cốt thép thanh
Mẫu thép được lấy từ cốt thép sàn, lấy 3 mẫ
600mm để thí nghiệm kéo thép.

Hình 3.3. Mẫu thép, thí nghiệm kéo thép
3.2.3. Cáp ứng lực trước
3.3. Thiết lập thí nghiệm
Theo thiết kế, bản sàn sẽ được neo giữ bởi các thanh neo
được nối vào đế khung gia tải. Đầu trên và đầu dưới của cột bố trí

14
bộ neo giữ được chế tạo bởi các thanh tròn gối tựa trên các ổ bi
nhằm đảm bảo cho cột trượt tự do theo phương thẳng đướng và hạn
chế được ma sát với thành cột.

Hình 3.24. Lắp đặt thiết bị và thiết bị đo cho mẫu thí nghiệm
Bố trí strain gauge đo biến dạng trong Shear key: Shear-head
tiết diện H100×100 được nhúng vào trong sàn BTCT và làm việc
giống như côn xôn, các cảm biến SH1-SH5 bố trí cánh trên của
Shear-head, các Shear key SHW1, SHW2 bố trí ở bụng của shear
key và một strain gauge SHB1 bố trí cánh dưới của shear key.
400

50

75 75 75 75

50

50

SH5 SH4 SH3 SH2 SH1

50

SHW1 SHW2

75 75 75 75

50

SH5 SH4 SH3 SH2 SH1

SB1
400

300

400

KÝ HIÖU SH: Strain gauge Shear - Head

Hình 3.5. Strain gauge đo biến dạng bề mặt cánh trên của Shearhead


15
3.4. Mô tả kết quả thí nghiệm và đánh giá kết quả đo
3.4.1. Mô tả kết quả thí nghiệm
Thực hiện gia tải cho mẫu với mỗi cấp tải Pi=50kN, giữ tải
cho đến khi chuyển vị của LVDT và biến dạng trong các Strain
gauges ổn định, thời gian giữ tải ở mỗi cấp là 5 phút quan sát thấy
được:

Hình 3.23. Vết nứt trên sàn tại

Hình 3.24. Vết nứt trên sàn tại

cấp tải P=730kN

cấp tải P=1530kN

Hình 3.25a. Sự phá hoại bê tông

Hình 3.26.b. Sự phá hoại bê tông

mặt trên tại P=1780kN

mặt dưới tại P=1780kN

3.4.2. Đánh giá kết quả thí nghiệm
Kết quả ghi lại của các Strain gauge dán trên shear key sẽ cho
các đồ thị quan hệ biến dạng và tải trọng như sau:


16

Hình 3.7. Đồ thị tải trọng - biến dạng cánh trên của Shear key
Đồ thị Hình 3.26 mô tả biến dạng của cánh trên Shear key
được ghi lại từ các Strain gauge từ SH1 đến SH5. Nhìn chung biến
dạng của cánh trên đều chịu kéo và giảm dần từ mặt cột ra đầu mút
shear key. Biến dạng lớn nhất thu được ở vị trí gần mặt cột.

Hình 3.8. Đồ thị tải trọng - biến dạng ở bụng của Shear key


17
Kết quả biến dạng ở bản bụng của shear key mô tả trên hình
3.17 là khá lớn, bản bụng đạt đến ứng suất chảy dẻo tại trạng thái tới

hạn. Điều này củng cố quan điểm bản bụng cùng với bê tông tham
gia chịu cắt thủng cho sàn.

Hình 3.9. Mặt phá hoại của sàn có bố trí shear key

Hình 3.10. Mặt cắt sàn


18

a) Mặt cắt A-A

b) Mặt cắt B-B
Hình 3.11. Kết quả quan sát phá hoại bên trong sàn
Hình 3.30 cho thấy chi tiết hơn về vết nứt phá hoại. Các vết
nứt phá hoại đi xa khỏi mặt cột hay chu vi tháp cắt thủng sẽ lớn hơn
so với khi không sử dụng shear key. Trong trường hợp này shear key
xem như là một gối đỡ cho sàn và khả năng chống cắt thủng được
xác định bằng ứng suất cắt của bê tông nhân với diện tích của tháp
cắt thủng. Quan điểm này được nhiều tiêu chuẩn áp dụng trong thực
tế thiết kế.
Với mỗi shear key, xem sự làm việc của nó là một côn xôn,
nên đoạn vươn của nó phải đảm bảo đủ cứng để phát huy vai trò làm
gối tựa của nó. Đoạn vươn yêu cầu theo ACI 318 là không vượt quá 4
lần chiều cao làm việc của sàn.
3.5. Kết luận chương 3
Trong chương này đã thực hiện các nội dung sau:


19

- Tiến hành mô tả cấu tạo liên kết cột CFST với sàn phẳng bê
tông cốt thép. Chi tiết liên kết gồm: Shear head tiết diện H, tấm liên
tục, shear head, cốt đai và cốt thép dọc xuyên cột
- Chế tạo mẫu thí nghiệm với kích thước thật để kết quả thu
được từ thí nghiệm phản ánh đúng với thực tế làm việc của liên kết.
- Thiết lập thí nghiệm, các tham số đo biến dạng của shear key
được đo bằng các cảm biến Strain gauge và ghi lại kết quả bằng
chương trình máy tính.
- Kết quả thí nghiệm cho thấy, sự có mặt của shear key làm
tăng khả năng chịu cắt thủng cho sàn. Đồ thị tải trọng biến dạng tại
cánh trên của shear key phản ánh được sự làm việc của shear key qua
các giai đoạn thí nghiệm.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Luận văn đã thực hiện nghiên cứu ảnh hưởng của shear key
đến sự làm việc của sàn tại liên kết cột ống thép nhồi bê tông với sàn
phẳng BTCT. Kết quả nghiên cứu nhận được như sau:
- Luận văn nghiên cứu cơ chế chịu cắt của shear head trên vết
nứt nghiêng do lực cắt, từ đó trình bày 2 quan điểm tính toán sức
kháng cắt thủng cho sàn trong trường hợp sử dụng shear key.
- Nghiên cứu thực nghiệm liên kết giữa cột CFST với sàn
phẳng BTCT ứng lực trước trên mẫu với kích thước thật có bố trí cốt
đai. Kết quả thí nghiệm cho thấy sàn bị phá hoại cắt thủng. Tải trọng
phá hoại đạt được là 1780kN.
- Sự có mặt của Shear key sẽ làm tăng khả năng chịu cắt thủng
của sàn, xem hệ shear key làm việc như một cột lớn với kích thước
cột lớn bằng kích thước ống thép cộng với chiều dài shear key theo
mỗi phương. Trong trường hợp này shear key xem như là một gối đỡ

20
cho sàn và khả năng chống cắt thủng được xác định bằng ứng suất cắt
của bê tông nhân với diện tích của tháp cắt thủng.
- Để hệ Shear key được xem là gối đỡ để truyền tải trọng vào
cột thì độ cứng của nó phải đảm bảo αv> 0.15 và đoạn vươn của
shear key ra khỏi mặt cột không vượt quá 4 lần chiều cao làm việc
của sàn.
- Cánh trên của Shear key đạt trạng thái chảy dẻo. Như vậy
shear key sẽ tham gia chịu mô men cùng với cốt thép thanh. Tuy
nhiên, thiên về an toàn thì khả năng chịu mô men của shear Key
không dùng để giảm cốt thép chịu mô men tại mặt cột.
2. Kiến nghị
Cần thực hiện mô phỏng để khảo sát chi tiết hơn các khía cạnh
khác của shear key (ảnh hưởng kích thước tiết diện, chiều dài đoạn
vươn…) đến khả năng chịu cắt thủng của sàn.